Тема 6. Вторичный метаболизм растений Цель: изучить строение и функции различных групп вторичных метаболитов в растительном организме. Вопросы для рассмотрения. - презентация

1 Тема 6. Вторичный метаболизм растений Цель: изучить строение и функции различных групп вторичных метаболитов в растительном организме. Вопросы для рассмотрения. Классификация веществ вторичного вторичного обмена. Адаптивные функции веществ вторичного обмена. Изменение вторичного метаболизма в онтогенезе растений. Вторичные метаболиты – фитогормоны. Вторичные метаболиты – пигменты растений.

2 Если вы биолог, постарайтесь как можно лучше изучить химию, иначе химики вам не поверят, даже если вы не правы. Э.Рекер

3 Вторичные метаболиты химические соединения, обусловливающие окраску цветочных лепестков, аромат растений, их горький или приторно-сладкий вкус; не воспринимаемые человеческими органами чувств пахучие вещества, которыми обмениваются насекомые во время брачных полетов, а муравьи и пчелы метят свои трассы; защита вида, и его «крик» о помощи, и его химическое лицо, и химический язык; гормоны, и лекарства, и природные регуляторы роста растений

4 Вещества основного обмена Вещества вторичного обмена f f – S-ты дыхания запасные вещества функции: Специфические функции: 1. Регуляторная 2. f – адаптационного характера 3. участие в обмене веществ Белки Жиры Углеводы Органические кислоты Нуклеотиды 1. ФЕНОЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ (ФС) (пигменты, фитогормоны, дубильные вещества) 2. ТЕРПЕНОИДЫ (каротиноиды, фитол, воска, смолы, эфирные масла) 3. АЛКАЛОИДЫ (азотсодержащие растительные основания) 4. ГЛИКОЗИДЫ (моносахара, связанные с пигментами, стероидами)

5

6

7 2560% сухой биомассы растений Земли

8 Фенольные соединения Локализуются: Корни, Стебли, Листья, Цветки, Семена, Плоды. Места внутриклеточной локализации Вакуоли, Хлоропласты, Клеточная стенка.

9 Фенольные соединения Фенольные кислоты Ванилиновая, Галловая кислота полимеризованная форма (таннин) и ее специфические производные тургорины фитогормоны, ответственные за тургорные двигательные функции растений Лишайниковые кислоты Фенилпропаноиды Оксикоричные кислоты, их производные и кумарины N-кумаровая, кофейная, феруловая и синаповая кислоты предшественники большинства др. фенольных соединений

10 Листья, Цветки, плоды

11 Антоцианиды вместе с хл и каротиноидами главные красящие вещества растений Придают окраску Цветкам, ягодам и плодам от розовой до черно- фиолетовой. Разнообразная окраска антоцианов объясняется: 1. Строением агликона (увеличение степени их гидроксилирования сдвигает их окраску в синюю часть спектра, а метилирования - в красную; 2. Комплексы с Ме; 3. Адсорбцией на полисахаридах; 4. Присоединение желто окрашенных пигментов (флавонов и флаванолов), оксикоричных кислот и их производных.

12 Катехины Обнаружены: В большинстве съедобных плодов и ягод; Компоненты многих древесных растений Ферментативное окисление ведущая роль в производстве чая Обладают самой высокой Р- витаминной активностью

13

14

15 Алкалоиды более открыто Применяются как: Лекарственные средства; Тонизирующие напитки (чай, кофе, какао); Инсектициды в с\х Накапливаются: 1. в активно растущих тканях; 2. в эпи- и гиподермальных тканях; 3. в обкладке сосудистых пучков; 4. в латексных сосудиках В клетке в вакуолях

16 Алкалоиды Значение: Защищают растения от поедания животными; Участвуют в биохимических и физиологических процессах растений; Участвуют в о.в.р. процессах растительной клетки Стимуляция и регуляция обмена веществ Представители: Дигидроиндольные (беталаины): бетацианины и бетаксантины. Индольные (900 представителей) – стрихнин, резерпин и др. Высокая токсичность. Пирролидиновые - никотин, атропин, кокаин и др.

17 Терпены и терпеноиды Хл и каротиноиды – производные терпеноидов тетратерпенов. Гиббереллин, абсцизовая кислота, брассиностероиды фитогормоны, производные дитерпенов регуляция роста и развития растений

18 Обзор класса терпенов и некоторые типичные представители Класс Пример Функция (и) веществ (а) ГЕМИТЕРПЕНЫИЗОПРЕНЗАЩИТА МЕМБРАН ОТ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР ОСТАТОК ПРЕНИЛА В ЦИТОКИНИНАХ ФИТОГОРМОНЫ ОСТАТОК ПРЕНИЛА В ПТЕРОКАРПАНАХ ФИТОАЛЕКСИНЫ МОНОТЕРПЕНЫТИМОЛ, МЕНТОЛ, КАМФОРАВЕЩЕСТВА, ОТПУГИВАЮЩИЕ НАСЕКОМЫХ. В НИЗКИХ КОНЦ. ОБЛАДАЮТ БАКТЕРИЦИДНЫМИ СВОЙСТВАМИ 1,8-ЦИНЕОЛАЛЛЕЛОПАТИК СЕСКВИТЕРПЕНЫСИРЕНИН АТРАКТАНТ ГАМЕТ Allomyces КАПСИДОЛФИТОАЛЕКСИН ДИТЕРПЕНЫФИТОЛЗАКРЕПЛЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ ХЛ В МЕМБРАНЕ ГИББЕРЕЛЛИНЫФИТОГОРМОНЫ ТАКСОЛФУНГИЦИД, ИНГИБИТОР ДЕЛЕНИЯ КЛЕТОК

19 Класс Пример Функция (и) веществ (а) ТРИТЕРПЕНЫФИТОСТЕРОЛЫСТРУКТУРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕМБРАН СЕРДЕЧНЫЕ ГЛИКОЗИДЫ (КАРДЕНОЛИДЫ) ЯДЫ, ПОРАЖАЮЩИЕ СЕРДЦЕ И Н.С. САПОНИНЫБАКТЕРИЦИДНЫЕ ВЕЩЕСТВА С ДЕТЕРГЕНТНЫМ ДЕЙСТВИЕМ БРАССИНОСТЕРОИДЫРЕГУЛЯТОРЫ РОСТА ТЕТРАТЕРПЕНЫКАРАТИНОИДЫВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ПИГМЕНТЫ Ф-ЗА ОЛИГОТЕРПЕНЫПРЕНИЛОВЫЕ ОСТАТКИ ПЛАСТОХИНОНА, УБИХИНОНА ЭЛЕМЕНТЫ ЭТЦ Ф-ЗА И ДЫХАНИЯ ДОЛИХОЛАКЦЕПТОР ОЛИГОСАХАРИДОВ ДЛЯ БИОСИНТЕЗА ГЛИКОПРОТЕИНОВ, ЗАКРЕПЛЯЕТСЯ В ЭПР ПОЛИТЕРПЕНЫКАУЧУКВЕЩЕСТВО, ЗАЩИЩАЮЩЕЕ РАСТЕНИЕ ОТ ПОЕДАНИЯ ЖИВОТНЫМИ (В МЛЕЧНОМ СОКЕ) ГУТТАПЕРЧА-// СПОРОПОЛЛЕНИНЫСТРУКТУРНЫЙ ИЗОМЕР ПЫЛЬЦЕВОЙ ЭКЗИНЫ

20 Биогенетическая связь вторичных метаболитов с прямыми продуктами фотосинтеза